4. Основные ветви гсп. Нормирование характеристик средств измерения и автоматизации.

По виду энергии носителя сигналов в канале связи, применяемых для приема, выдачи и обмена информации, предусматриваются три основные ветви устройств ГСП: электрическая, пневматическая и гидравлическая. В некоторых случаях оказывается эффективным применение комбинированных устройств, использующих различные виды энергии. При этом, например, для получения, передачи и обработки информации могут применяться электрические приборы, а для воздействия на процесс — пневматические и гидравлические устройства. Наиболее универсальной является электрическая ветвь, приборы и устройства которой обладают высокой чувствительностью, точностью, быстродействием, обеспечивают дальность связей, большую емкость каналов передачи информации и т. п. Кроме того, применение устройств электрической ветви обеспечивает возможность их непосредственной связи с управляющими вычислительными машинами в АСУТП. Электрическая ветвь, в свою очередь, подразделяется на электрическую аналоговую ветвь, в которой вырабатывается, передается и используется информация о непрерывных значениях контролируемых величин, и электрическую дискретную ветвь, в которой источником информации служат дискретные значения контролируемых величин. Пневматическая ветвь характеризуется безопасностью в легковоспламеняющихся и взрывоопасных средах, высокой надежностью в тяжелых условиях работы и в агрессивных средах. Однако устройства пневматической ветви уступают электрическим в случаях, когда требуется значительное быстродействие и передача сигналов на большие расстояния. Гидравлические устройства позволяют развивать значительные усилия. Электрическая аналоговая ветвь ГСП. В электрических приборах и устройствах ГСП в качестве энергии питания используется электрическая энергия, а входные и выходные сигналы являются непрерывными электрическими сигналами.  В электрической аналоговой ветви ГСП пределы изменения токовых сигналов постоянного тока выбираются из следующих значений: 0—5, 0—20, 0—100 мА; пределы изменения сигналов напряжения постоянного тока: 0—10, 0—20, 0—50, 0—100 мВ; 0—1, 0—10 В. Входное сопротивление приборов и устройств с входными сигналами постоянного тока не должно превышать 500 Ом для сигналов 0—5 мА, 200 Ом для сигналов 0—20 мА и 150 Ом для сигналов 0—100 мА; для сигналов 0—10 В —больше или равно 10 кОм. В то же время приборы и устройства этой ветви должны обеспечить возможность подключения нагрузки (сопротивления приборов и линии связи) в следующих пределах: для сигналов 0_5 мА —до 2,5 кОм; 0—20 мА —до 1000 Ом; 0—100 мА — 250 Ом; 0—10 В —от 2 кОм и выше.

Под нормированием понимается установление границ на допустимые отклонения реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Только посредством нормирования метрологических характеристик можно добиться их взаимозаменяемости и обеспечить единство измерений в государстве. Реальные значения метрологических характеристик определяют при изготовлении средств измерений и затем проверяют периодически во время эксплуатации. Если при этом хотя бы одна из метрологических характеристик выходит за установленные границы, то такое средство измерений либо подвергают регулировке, либо изымают из обращения [11].

Нормы на значения метрологических характеристик устанавливаются стандартами на отдельные виды средств измерения. При этом делается различие между нормальными и рабочими условиями применения средств измерения.

Нормальными считаются такие условия применения средств измерений, при которых влияющие на процесс измерения величины (температура, влажность, частота, напряжение питания, внешние магнитные поля и т.д.), а также неинформативные параметры входных и выходных сигналов находятся в нормальной для данных средств измерений области значений, т.е. в такой области, где их влиянием на метрологические характеристики можно пренебречь. Нормальные области значений влияющих величин указываются в стандартах или технических условиях на средства измерений данного вида в форме номиналов с нормированными отклонениями, например, температура должна составлять 20±2°С, напряжение питания – 220 В±10% или в форме интервалов значений (влажность 30 – 80 %).

Рабочая область значений влияющих величин шире нормальной области значений. В ее пределах метрологические характеристики существенно зависят от влияющих величин, однако их изменения нормируются стандартами на средства измерений в форме функций влияния или наибольших допустимых изменений. За пределами рабочей области метрологические характеристики принимают неопределенные значения.

Для нормальных условий эксплуатации средств измерений должны нормироваться характеристики суммарной погрешности и ее систематической и случайной составляющих. Суммарная погрешность   средств измерений в нормальных условиях эксплуатации называется основной погрешностью и нормируется заданием предела допускаемого значения  , т.е. того наибольшего значения, при котором средство измерений еще может быть признано годным к применению.

Перечисленные выше метрологические характеристики следует нормировать не только для нормальной, но и для всей рабочей области эксплуатации средств измерений, если их колебания, вызванные изменениями внешних влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала в пределах рабочей области, существенно меньше номинальных значений. В противном случае эти характеристики нормируются только для нормальной области, а в рабочей области нормируются дополнительные погрешности путем задания функций влияния   или наибольших допустимых изменений   раздельно для каждого влияющего фактора; в случае необходимости – и для совместного изменения нескольких факторов. Функции влияния нормируются формулой, числом, таблицей или задаются в виде номинальной функции влияния и предела допускаемых отклонений от нее.